基于加权基因共表达网络分析研究代谢异常型肥胖儿童的全血转录组特征

摘要

目的分析代谢异常型肥胖(metabolically unhealthy obesity,MUO)和代谢正常型肥胖(metabolically healthy obesity,MHO)儿童的全血转录组特征,探讨MUO的生物标志物。方法采用Gene Expression Omnibus(GEO)数据库的GSE146869数据集,包括27例肥胖儿童的全血转录组测序数据,其中13例MHO儿童,14例MUO儿童。利用R软件的“Limma”包,分析全血细胞中的差异表达基因。使用基因本体论(gene ontology,GO)富集分析、京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)富集分析、蛋白互作(protein-protein interaction,PPI)网络分析等生物信息学方法,探索差异表达基因的生物学功能。使用加权基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA),将差异表达基因聚类为模块,探索MUO的生物标志物或潜在治疗靶点。使用R软件进行生物信息分析和统计学分析。结果MHO组与MUO组儿童的性别、年龄、体质量指数、收缩压、舒张压、空腹血糖、胰岛素含量和胰岛素抵抗指数比较,差异均无统计学意义(P值均>0.05)。MUO组血清三酰甘油、白细胞介素-6和肿瘤坏死因子-α含量高于MHO组(P值均<0.05)。与MHO组相比,MUO组上调109个基因,下调77个基因。186个差异表达基因富集到46个GO条目和3条KEGG通路。其中,细胞分裂周期5样蛋白(cell division cycle 5 like,CDC5L)、CTP合酶1(CTP synthase 1,CTPS1)和主要组织相容性复合体ⅠC(major histocompatibility complex classⅠ-C,HLA-C)基因为PPI网络图的枢纽基因。WGCNA将186个差异表达基因聚类生成5个模块,在青色模块中,切割和聚腺苷酸化特异因子7(cleavage and polyadenylation specific factor 7,CPSF7)处于核心位置,为枢纽基因。结论186个差异表达基因和5个模块可以作为儿童MUO的潜在靶标,其中CDC5L、CTPS1、HLA-C和CPSF7基因可能在MUO发生、发展中扮演重要的角色。